Language
Country/Area
No result found
Le chef-d'œuvre d'un physicien français : Comment fonctionne la plaque à zones de Fresnel ?
Une plaque zonée de Fresnel est un dispositif qui utilise le principe de diffraction pour focaliser les ondes lumineuses ou toute autre caractéristique d'onde. Contrairement aux lentilles traditionnelles et aux miroirs incurvés, les plaques zonées de Fresnel se concentrent sur la diffraction de la lumière plutôt que sur la réfraction ou la réflexion. Le concept de base de cette technologie innovante est issu de l'analyse du physicien français Augustin-Jean Fresnel, c'est pourquoi elle est parfois appelée plaque de zone de Fresnel.
Le pouvoir de focalisation des plaques à zone de Fresnel explore le phénomène des taches d'Arago provoquées par des disques opaques.
Les plaques de zone de Fresnel sont constituées d'un ensemble d'anneaux concentriques, également appelés zones de Fresnel, qui alternent entre propriétés opaques et transparentes. Lorsque la lumière atteint cette plaque, elle contourne la zone opaque. Les anneaux peuvent être espacés parfaitement afin que la lumière diffractée interfère de manière constructive au niveau de la mise au point souhaitée, ce qui donne une image nette.
Conception et réalisation
Lors de la conception et de la fabrication de plaques zonales de Fresnel, afin d'obtenir une interférence constructive au point focal, les anneaux doivent passer d'opaques à transparents à des positions radiales spécifiques. Celui-ci peut être calculé selon la formule suivante :
rn = √((nλf) + 1/4 * n2λ2)
Parmi eux, n est un nombre entier, λ est la longueur d'onde de la lumière et f est la distance entre le centre de la plaque de zone et le foyer. Pour les conseils de petite superficie, cette formule peut être simplifiée pour
rn ≈ √(nλf).
Pour les plaques à zones multiples, le calcul de la distance focale est plus simple. La distance focale f peut être obtenue grâce au rayon rN de la zone du cercle extérieur et à sa largeur ΔrN :
f = (2rNΔrN) / λ
Avec l'amélioration de la technologie de production, la résolution des plaques de Fresnel a également été améliorée. Une méthode de production efficace consiste à utiliser la technologie de photolithographie.
Demande de régie régionale
Les plaques zonales de Fresnel ont une large gamme d'applications, en particulier lorsque les matériaux de lentilles conventionnels ne peuvent pas être utilisés, en particulier pour les longueurs d'onde telles que les rayons X. Les plaques zonales de Fresnel sont capables de focaliser la lumière de différentes longueurs d'onde tout en filtrant les longueurs d'onde indésirables, ce qui les rend populaires dans la recherche scientifique, en particulier dans le domaine de la physique.
Les plaques à zone de Fresnel focalisent la lumière de plusieurs longueurs d'onde, éliminant ainsi le besoin de rechercher des matériaux transparents avec différents indices de réfraction.
Utilisation en photographie
En photographie, les plaques de zone de Fresnel peuvent être utilisées en remplacement des lentilles ou des sténopés pour produire des images à mise au point douce uniques. Par rapport au petit trou, la zone transparente de la plaque de zone est plus grande, ce qui rend son ouverture effective plus petite que le petit trou, raccourcissant ainsi le temps d'exposition.
Cela rend la prise de vue à main levée avec des réglages ISO plus élevés, en particulier dans les appareils photo numériques reflex modernes, ce qui la rend encore plus pratique.
Autres applications
En plus de la photographie, les plaques de Fresnel ont d'autres applications potentielles, telles qu'un remplacement abordable dans les viseurs ou comme lentilles d'imagerie sous certaines structures d'aberration spéciales. Les propriétés réfléchissantes des plaques de Fresnel ont également été utilisées pour focaliser les ondes radio, démontrant ainsi leur large éventail de fonctionnalités.
Dans le domaine du traitement d'images, la représentation bitmap de la carte de zone de Fresnel peut être utilisée pour tester divers algorithmes de traitement d'images, ce qui montre sa valeur potentielle dans les tests logiciels.
Avec les progrès de la technologie, les possibilités des panneaux Fresnel semblent s'étendre constamment. Pensez-vous également aux autres domaines dans lesquels cette technologie peut être appliquée ?
